[發明專利]一種鉆銑削碳纖維復合材料隨動除塵裝置

有效

• 申請號: 201410014623.4
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN103769403A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 賈振元;殷俊偉;宿友亮;王福吉;楊睿;牛斌
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B08B15/00
• 分類號: B08B15/00;B23Q11/00;B01D47/06
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

技術領域

本發明屬于碳纖維復合材料加工過程節能環保技術領域，涉及一種碳纖維復合材料粉塵除塵及收集裝置。

背景技術

碳纖維復合材料在機械加工過程中會產生大量粉塵，對現場人員的健康存在不利影響；粉塵若進入運動副之間會增加摩擦，加劇運動副的磨損；此外，由于碳纖維具有導電性，若粉塵四處飄散容易引起周圍電控系統或電網的短路從而引發事故。

因此需要對加工中產生的大量粉塵進行實時收集處理，國內外目前大多采用固定式或軟管可調位置收集罩進行粉塵處理，固定式收集罩整體罩于工作臺上方一定空間，采用較大的動力才能使整個覆蓋空間產生足夠的負壓，動力耗損大，在覆蓋的邊緣不可避免的出現負壓不足導致吸收不完全；可調位置收集罩僅能保證收集口從一側對準切削區域，以此形成一定負壓實現收集，在銑削過程中需要經常性調整位置，操作性差，操作過程存在一定的危險及漏吸現象。此外在使用非專用機床加工復合材料工件時，需后續配裝隨動收集裝置，往往需要與機床進行機械連接，會對原有機床造成破壞。而隨著航空航天領域所使用的碳纖維復合材料零部件尺寸的加大，切削加工量大導致產生大量粉塵，傳統收集裝置無法滿足大加工量時產生粉塵的實時完全收集要求，常常會出現收集不完全、位置調整不到位、部分粉塵彌散等問題。

發明內容

本發明要解決的技術難題是針對目前鉆銑削碳纖維復合材料過程中粉塵無法充分實時收集的現狀，克服現有技術的不足，發明一種鉆銑削碳纖維復合材料隨動除塵裝置，該裝置以環形電磁鐵吸盤3為裝夾元件，實現切屑收集罩1與復合材料用專用/非專用機床主軸箱無損、快速連接與拆卸；以柔性材料與工件接觸，實現加工過程全封閉且自適應除塵；以粉塵濃度變送器19為傳感元件，檢測降塵室14粉塵的濃度；以光電旋轉編碼器24為傳感元件，檢測高壓離心風機16運轉時的速度；以風壓變送器26為傳感元件，檢測風機運轉時管道內的壓力；以位移傳感器25檢測右水槽21水位；以PLC為控制元件，控制環形電磁鐵吸盤3電信號的通斷；以PLC為控制元件，控制高壓離心風機16正反轉；以PLC中PID模塊為控制元件，控制變頻器17的輸出頻率；以PLC為控制元件，控制上泵23、下泵22的運轉；以PLC為控制元件，控制電磁閥27的通斷。

本發明采用的技術方案是一種鉆銑削碳纖維復合材料隨動除塵裝置，具有切屑收集組件、濕法降塵器、動力部分和水過濾循環裝置；

在切屑收集組件中的切屑收集罩1安裝在機床主軸箱8上、環形電磁鐵吸盤3位于切屑收集罩1頂部的環形槽中，通過壓板4用螺栓2固定，環形電磁鐵吸盤3的電源線通過接觸器與PLC的I/O模塊連接；柔性接觸頭6安裝在切屑收集罩1底部，在切屑收集罩1的側壁上設有吸塵口5，吸塵口5的另一端通過軟管9與濕法降塵器入口用快換接頭10連接；

所述的濕法降塵器設有噴嘴11、擋板12、降塵室13、電磁閥27；噴嘴11和電磁閥27安裝在降塵室13上方；降塵室13具有排水口15，過濾裝置14、和粉塵濃度變送器19安裝在降塵室13內，擋板12安裝在濕法降塵器的出口處；

所述的動力部分中，風壓變送器26直接安裝在入口管壁上，信號線與PLC相應I/O模塊連接；提供系統所需動力的高壓離心風機16與變頻器17相連；光電旋轉編碼器24與高壓離心風機16的主軸通過鍵槽和法蘭相連接，光電旋轉編碼器24的電源線和信號線分別與變頻器17相應端子連接，變頻器17相應端子與PLC相應模塊連接，觸摸屏28通過串口與PLC進行連接，實現對除塵系統的在線檢測、控制、調節和診斷功能；

所述的水過濾循環裝置安裝在降塵室13下方，在左水槽20內對降塵室13排出的污水進行沉淀過濾，由上泵23將右水槽21的水抽送給噴嘴11，位移傳感器25固定在右水槽21側壁上，信號線與PLC的I/O模塊連接。

本發明的有益效果是通過環形電磁吸盤實現與各種型號機床的無損快速連接；在收集罩下端設有柔性伸縮頭，始終保證收集罩緊貼于工件表面，保證收集空間相對密閉進行切屑收集；可實時測量吸入氣流中的粉塵含量，實現噴水量與粉塵處理量的匹配控制。上述功能實現收集罩隨主軸刀具同步進給，將加工過程中產生的切屑粉塵及時抽離收集，防止塵屑到處漂浮，污染環境，對機床設備造成危害。

附圖說明